(57)【要約】  基板の研磨中、第１のインシトゥモニタリングシステムから第１の信号が受信され、第２のインシトゥモニタリングシステムから第２の信号が受信される。導電層が除去され且つ基板の下層の誘電体層の上面が露出される除去時間が、第１の信号に基づいて決定される。決定された除去時間における第２の信号の初期値が決定される。初期値にオフセットを追加して、閾値を生成し、且つ第２の信号が閾値を超えたときに、研磨終点がトリガーされる。【選択図】図１
2019529136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨システムであって、
研磨パッドを保持するためのプラテン、
研磨中、前記研磨パッドに対して基板を保持するためのキャリアヘッド、
研磨中に前記基板をモニタリングする第１のセンサを有し、且つ導電層の除去及び前記基板の下層の誘電体層の上面の露出に依存する第１の信号を生成するように構成された第１のインシトゥモニタリングシステム、
研磨中に前記基板をモニタリングする別の第２のセンサを有し、且つ前記誘電体層におけるトレンチ内の導電性材料の厚さに依存する第２の信号を生成するように構成された第２のインシトゥモニタリングシステムであって、電磁誘導モニタリングシステムである、第２のインシトゥモニタリングシステム、並びに
コントローラであって、
前記第１のインシトゥモニタリングシステムから前記第１の信号を受信して、前記第１の信号に基づいて前記導電層が除去される除去時間を決定し、
前記第２の信号を受信して、決定された前記除去時間における前記第２の信号の初期値を決定し、
前記初期値にオフセットを追加して、閾値を生成し、且つ
前記第２の信号が前記閾値を超えたときに研磨終点をトリガーするように構成されたコントローラ
を備えている研磨システム。
【請求項２】
前記第２のインシトゥモニタリングシステムが、前記誘電体層内に配置された導電ループ内で電流を誘起するように構成されている、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項３】
前記第１のインシトゥモニタリングシステムが、光学モニタリングシステム、渦電流モニタリングシステム、摩擦モニタリングシステム、又はモータトルクもしくはモータ電流モニタリングシステムを備えている、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項４】
前記第１のインシトゥモニタリングシステムが、前記導電層が前記誘電体層上の無傷のシートである間、前記導電層をモニタリングするように調節された渦電流モニタリングシステムを備えている、請求項３に記載の研磨システム。
【請求項５】
前記コントローラが、ユーザからの入力として、過研磨の所望の量を受信するように構成されている、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項６】
前記コントローラが、閾値ＶＴをＶＴ＝Ｖ０-ｋＤとして計算するように構成され、Ｖ０は初期値であり、Ｄは前記過研磨の所望の量であり、ｋは定数である、請求項５に記載の研磨システム。
【請求項７】
非一時的コンピュータ可読媒体を備えたコンピュータプログラム製品であって、非一時的コンピュータ可読媒体が、プロセッサに、
基板の研磨中、第１のインシトゥモニタリングシステムから第１の信号を受信して、前記第１の信号に基づいて、導電層が除去され且つ前記基板の下層の誘電体層の上面が露出される除去時間を決定し、
前記基板の研磨中、第２のインシトゥモニタリングシステムから第２の信号を受信して、決定された前記除去時間における前記第２の信号の初期値を決定し、
前記初期値にオフセットを追加して、閾値を生成し、且つ
前記第２の信号が前記閾値を超えたときに、研磨終点をトリガーするようにさせる指令を有する、コンピュータプログラム製品。
【請求項８】
ユーザからの入力として、過研磨の所望の量を受信する指令を含む、請求項７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項９】
閾値ＶＴをＶＴ＝Ｖ０-ｋＤとして計算する指令を含み、Ｖ０は初期値であり、Ｄは前記過研磨の所望の量であり、ｋは定数である、請求項８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１０】
研磨作業を制御する方法であって、
基板の研磨中、第１のインシトゥモニタリングシステムで前記基板をモニタリングし、前記第１のインシトゥモニタリングシステムからの第１の信号に基づいて、導電層が除去され且つ前記基板の下層の誘電体層の上面が露出される除去時間を決定すること、
前記基板の研磨中、第２のインシトゥモニタリングシステムで前記基板をモニタリングし、決定された前記除去時間における前記第２のインシトゥモニタリングシステムからの第２の信号の初期値を決定すること、
前記初期値にオフセットを追加して、閾値を生成すること、及び
前記第２の信号が前記閾値を超えたときに、研磨終点をトリガーすること
を含む方法。
【請求項１１】
前記第２のインシトゥモニタリングシステムで前記基板をモニタリングすることが、前記誘電体層内に配置された導電ループ内で電流を誘起することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のインシトゥモニタリングシステムが、光学モニタリングシステム、渦電流モニタリングシステム、摩擦モニタリングシステム、又はモータトルクもしくはモータ電流モニタリングシステムを備えている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のインシトゥモニタリングシステムが、前記導電層が前記誘電体層上の無傷のシートである間、前記導電層をモニタリングするように調節された渦電流モニタリングシステムを備えている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ユーザからの入力として、過研磨の所望の量を受信することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
閾値ＶＴをＶＴ＝Ｖ０-ｋＤとして計算することを含み、Ｖ０は初期値であり、Ｄは前記過研磨の所望の量であり、ｋは定数である、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、化学機械研磨の間、電磁誘導を用いたモニタリング（例えば、渦電流モニタリング）に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路は、通常、シリコンウェハ上に導電層、半導電層、又は絶縁層を連続的に堆積させ、層を連続処理することによって、基板（例えば、半導体ウエハ）上に形成される。
【０００３】
ある製造工程では、非平面の表面上に充填層を堆積して、非平面が露出するまで充填層を平坦化することが関わる。例えば、絶縁層におけるトレンチ又は孔を充填するために、パターニングされた絶縁層上に導電性充填層を堆積することができる。その後、絶縁層の隆起パターンが露出するまで充填層が研磨される。平坦化された後、絶縁層の隆起パターン間に残っている導電層の一部が、ビア、プラグ、及びラインを形成する。これらにより、基板上の薄膜回路間に導電経路が設けられる。さらに、フォトリソグラフィのために誘電体層を平坦化するために平坦化が用いられ得る。
【０００４】
化学機械研磨（ＣＭＰ）は、認知された平坦化方法の１つである。この平坦化方法では、通常、基板をキャリアヘッドに装着することが必要になる。基板の露出面は、回転する研磨パッドに相対するように置かれる。キャリアヘッドは、基板に制御可能な荷重をかけて、基板を研磨パッドに押し当てる。研磨粒子を有するスラリなどの研磨液が、研磨パッドの表面に供給される。
【０００５】
半導体処理の間、基板又は基板上の層の１つ又は複数の特徴を判断することが重要であり得る。例えば、ＣＭＰ処理の間、処理が正確な時間に終わるように、導電層の厚さを知ることが重要であり得る。基板の特徴を判断するために、幾つかの方法が用いられ得る。例えば、化学機械研磨の間、基板のインシトゥ（その場）のモニタリングのために、光センサが用いられてもよい。交互に（又は追加的に）、渦電流感知システムを使用して、基板上の導電領域に渦電流を誘起して、導電領域の局所的な厚さなどのパラ−メータを判断することができる。
【発明の概要】
【０００６】
一態様では、研磨システムは、研磨パッドを保持するためのプラテン、研磨中、研磨パッドに対して基板を保持するためのキャリアヘッド、第１のインシトゥモニタリングシステム、第２のインシトゥモニタリングシステム、及びコントローラを含む。第１のインシトゥモニタリングシステムは、研磨中に基板をモニタリングする第１のセンサを有し、導電層の除去及び基板の下層の誘電体層の上面の露出に依存する第１の信号を生成するように構成されている。第２のインシトゥモニタリングシステムは、研磨中に基板をモニタリングする別の第２のセンサを有し、誘電体層におけるトレンチ内の導電性材料の厚さに依存する第２の信号を生成するように構成されている。第２のインシトゥモニタリングシステムは、電磁誘導モニタリングシステムである。コントローラは、第１のインシトゥモニタリングシステムから第１の信号を受信して、第１の信号に基づいて、導電層が除去される除去時間を決定し、第２の信号を受信して、決定された除去時間における第２の信号の初期値を決定し、初期値にオフセットを追加して、閾値を生成し、且つ第２の信号が閾値を超えたときに、研磨終点をトリガーするように構成されている。
【０００７】
別の態様では、コンピュータプログラム製品は、非一時的コンピュータ可読媒体であり、非一時的コンピュータ可読媒体は、プロセッサに、基板の研磨中、第１のインシトゥモニタリングシステムから第１の信号を受信して、第１の信号に基づいて、導電層が除去され且つ基板の下層の誘電体層の上面が露出される除去時間を決定し、基板の研磨中、第２のインシトゥモニタリングシステムから第２の信号を受信して、決定された除去時間における第２の信号の初期値を決定し、初期値にオフセットを追加して、閾値を生成し、且つ第２の信号が閾値を超えたときに、研磨終点をトリガーするようにさせる指令を有する。
【０００８】
任意の態様の実装形態は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。
【０００９】
第２のインシトゥモニタリングシステムは、誘電体層内に配置された導電ループ内で電流を誘起するように構成され得る。
【００１０】
第１のインシトゥモニタリングシステムは、光学モニタリングシステム、渦電流モニタリングシステム、摩擦モニタリングシステム、又はモータトルクもしくはモータ電流モニタリングシステムであり得る。
【００１１】
第１のセンサ及び第２のセンサは、プラテンにおいて別々の凹部に配置され得る。第１のセンサ及び第２のセンサは、基板上の同じ位置を同時に測定するように構成され得る。
【００１２】
コントローラは、ユーザからの入力として、過研磨の所望の量を受信するように構成され得る。コントローラは、閾値ＶＴをＶＴ＝Ｖ０-ｋＤとして計算するように構成され得、Ｖ０は初期値であり、Ｄは過研磨の所望の量であり、ｋは定数である。
【００１３】
特定の実装形態は、以下の利点のうちの１つ又は複数を含み得る。金属残渣を減らすことができ、それにより歩留まりを増やす。研磨は、トレンチからの材料除去が目標量に達するところ（例えば、ディッシング）でより確実に停止することができ、ウエハ間の不均一（ｗａｔｅｒ−ｔｏ−ｗａｆｅｒ  ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ：ＷＴＷＮＵ）を減らすことができる。
【００１４】
１つ又は複数の実装形態の詳細を、添付図面及び以下の説明において明記する。その他の態様、特徴、及び利点は、これらの説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から、明白になろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電磁誘導モニタリングシステムを含む化学機械研磨ステーションの概略的な部分側断面図である。
【図２】図１の化学機械研磨ステーションの概略上面図である。
【図３】電磁誘導モニタリングシステム用の駆動システムの概略回路図である。
【図４】２つのインシトゥモニタリングシステムからの信号を示す例示的なグラフ、及び研磨の種々の段階の基板の概略断面図を示す。
【００１６】
様々な図面の類似の参照符号は、類似した要素を指し示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
導電層の化学機械研磨、例えば、金属研磨においては、金属残渣を防ぎ、優れた電気的歩留まりを保証するためには、過研磨が重要である。しかしながら、過剰な過研磨は、ディッシング及び腐食を引き起こす恐れがあり、それにより電気的性能を劣化させる。
【００１８】
従来、過研磨は時間によって制御される。例えば、終点（ｅｎｄｐｏｉｎｔ）は、インシトゥモニタリングシステムを使用した下層の除去（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）の検出によってトリガーされ得、次いで、ポイント研磨が停止する研磨終点が検出された後に、過研磨が、所定の時間量にわたって進行する。確実に金属残渣がないようにするため、過研磨時間は、十分であるよう予め選択され得る。しかしながら、このようにすると、過剰な過研磨、例えば、上述のディッシング及び腐食のリスクを抱える。
【００１９】
過研磨を制御する別の技法は、「割合」によってである。この場合、過研磨時間は、研磨の開始から終点のトリガーまでの合計時間の割合として計算される。しかしながら、後続の厚さの変動が、過研磨時間の計算を誤らせる場合があり、性能が一貫性を欠くようになる。
【００２０】
ＣＭＰシステムは、２つのインシトゥモニタリングシステムを使用し得る。第１のインシトゥモニタリングシステム、例えば、光学又は渦電流モニタリングシステムは、導電層の除去及び下層の露出を検出するように構成されている。第２のインシトゥモニタリングシステムは、トレンチの深さに依存する信号を生成するように構成され、トレンチが目標の深さに達したときに、研磨を停止するように使用され得る。
【００２１】
図１及び図２は、化学機械研磨装置の研磨ステーション２０の一例を示す。研磨ステーション２０は、研磨パッド３０が置かれる回転可能な円盤形状のプラテン２４を含む。プラテン２４は、軸２５の周りで回転するよう動作可能である。例えば、モータ２２は、駆動シャフト２８を回して、プラテン２４を回転させることができる。研磨パッド３０は、外層３４及びより軟質のバッキング層３２を有する二層研磨パッドであり得る。
【００２２】
研磨ステーション２２は、スラリ等の研磨液３８を研磨パッド３０に分注するための供給ポート又は組合型の供給リンスアーム３９を含み得る。研磨ステーション２２は、研磨パッドの状態を維持するために、調整ディスクを備えたパッド調整装置を含み得る。
【００２３】
キャリアヘッド７０は、研磨パッド３０に対して基板１０を保持するように動作可能である。キャリアヘッド７０は、例えば、カルーセル又はトラックのような支持構造体７２から吊るされ、駆動シャフト７４によってキャリアヘッド回転モータ７６に接続されており、それにより、キャリアヘッドは軸７１の周りで回転することができる。任意選択的に、キャリアヘッド７０は、例えば、カルーセル又はトラック７２上のスライダ上で、或いは、カルーセル自体の回転揺動によって、側方に揺動し得る。
【００２４】
動作中、プラテンはその中心軸２５の周りで回転し、キャリアヘッドは、その中心軸７１の周りで回転し、且つ研磨パッド３０の上面にわたって側方に移動する。複数のキャリアヘッドがある場合、各キャリアヘッド７０は、その研磨パラメータを個別に制御することができ、例えば、各キャリアヘッドは、それぞれの基板に加えられる圧力を個別に制御することができる。
【００２５】
キャリアヘッド７０は、基板１０の裏側に接触する基板装着面を有する可撓性膜８０と、基板１０上の種々のゾーン（例えば種々の径方向ゾーン）に別々の圧力を加える複数の加圧可能チャンバ８２とを含み得る。キャリアヘッドは、基板を保持する保持リング８４も含み得る。
【００２６】
１つ又は複数の凹部２６がプラテン２４内に形成され、任意選択的に、薄い区域３６が、１つ又複数の凹部２６の上にある研磨パッド３０に形成され得る。キャリアヘッドの平行移動位置に関わらず、凹部２６及び薄いパッド区域３６は、それぞれ、プラテンの回転の一部の間、基板１０の下方を通るように、位置付けられ得る。研磨パッド３０が二層パッドであると仮定すると、薄いパッド区域３６は、バッキング層３２の一部を取り除くことによって構築され得る。薄い区域のうちの１つ又は複数は、例えばインシトゥ光学モニタリングシステムがプラテン２４内に統合されている場合、任意選択的に光学的に透過性であり得る。
【００２７】
図４を参照すると、研磨システム２０は、パターニングされた誘電体層の上にある導電層を含む基板１０を研磨するために使用され得る。例えば、基板１０は、誘電体層１４（例えば、酸化ケイ素又は高誘電率誘電体）内のトレンチ１６に覆い被さり且つそれを充填する導電層１２（例えば、金属（銅、アルミニウム、コバルト、又はチタン等）を含み得る。任意選択的に、バリア層１８（例えば、タンタル又は窒化タンタル）が、トレンチを覆って、導電層１２を誘電体層１４から分けることができる。トレンチ１６は、完成した集積回路にビア、パッド、及び／又は相互接続子を設け得る。
【００２８】
図１を参照すると、研磨システム２０は、第１のインシトゥモニタリングシステム１００及び第２のインシトゥモニタリングシステム１２０を含み、これらは両方とも、コントローラ９０に連結されるか、又は、コントローラ９０を含むように見なされ得る。
【００２９】
各インシトゥモニタリングシステムは、プラテン２４内の凹部２６のうちの１つに位置付けされたセンサを含み得る。各センサは、プラテンの回転ごとに基板の下方を通り過ぎ得る。図１は、インシトゥモニタリングシステム１００、１２０のセンサが、異なる凹部内に位置付けされているように示しているが、同じ凹部２６内に配置されてもよい。インシトゥモニタリングシステム１００、１２０は、凹部２６が基板１０の下方を通るにつれて、基板１０上の同じ位置を同時にモニタリングするようにさらに構成され得る。回転連結器２９は、回転可能プラテン２４内の構成要素（例えば、インシトゥモニタリングシステムのセンサ）をプラテンの外部の構成要素（例えば、駆動及び感知回路又はコントローラ９０）に電気的に接続するために使用され得る。
【００３０】
第１のインシトゥモニタリングシステム１００は、導電層１２の除去及び下層の露出を検出するように構成されている。例えば、第１のインシトゥモニタリングシステム１００は、誘電体層１４の露出を検出するように構成され得る。
【００３１】
第１のインシトゥモニタリングシステム１００は、下層が露出されると反射光のスペクトルの変化を検出するように構成された光学モニタリングシステム（例えば、分光学システム（ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ））であり得る。代替的に、第１のモニタリングシステム１００は、下層が露出されると反射光の強度の突然の変化を検出するように構成された強度モニタリングシステム（例えば、単色光モニタリングシステム）であり得る。例えば、誘電体層は、金属層よりも遙かに反射性が低く、したがって、反射光強度の突然の低下は、下層の露出を示し得る。
【００３２】
別の実施例として、第１のインシトゥモニタリングシステムは、米国特許出願公開第２０１２−０２７６６６１号に記載されているように、導電層が誘電体層の上で概して無傷のシートとして留まる間、導電層の研磨をモニタリングするように調節された渦電流モニタリングシステム１００であり得る。別の実施例として、第１のインシトゥモニタリングシステムは、例えば、米国特許出願公開第２００５−０１３６８００号に記載されているように、摩擦モニタリングシステム、又は、例えば、米国特許出願公開第２０１３−０２８８５７２号に記載されているように、モータトルク又はモータ電流モニタリングシステムであり得る。これらのケースでは、下層の露出は、基板と研磨パッドとの間の摩擦係数が変化する結果となり得、これにより、検出可能な摩擦、モータトルク、又はモータ電流が変化する結果となり得る。
【００３３】
第２のインシトゥモニタリングシステム１２０は、トレンチ１６内の導電性材料１２（例えば、金属）の深さに依存する信号を生成するように構成されている。具体的には、インシトゥモニタリングシステム１２０は、電磁誘導モニタリングシステムであり得る。電磁誘導モニタリングシステムは、トレンチ内の導電性材料内での渦電流の生成、又は、基板上の誘電体層内のトレンチ内に形成された導電ループ内での電流の生成のいずれかによって作動し得る。作動中、研磨システム２０は、第２のインシトゥモニタリングシステム１２０を用いて、トレンチの深さが目標深さに到達したときを決定し、次いで研磨を停止する。
【００３４】
第２のモニタリングシステム１２０は、プラテン２４内の凹部２６内に実装されたセンサ１２２を含み得る。センサ１２２は、少なくとも部分的に凹部２６内に位置付けされた磁性コア１２４、及びコア１２４の周りに巻き付けられた少なくとも１つのコイル１２６を含み得る。駆動及び感知回路１２８は、コイル１２６に電気的に接続されている。駆動及び感知回路１２８は信号を生成し、その信号はコントローラ９０に送信され得る。駆動及び感知回路１２８は、プラテン２４の外部にあるように示されているが、その一部又は全てがプラテン２４内に実装され得る。
【００３５】
プラテン２４が回転するにつれて、センサ１２２が基板１０の下方を通り過ぎる。特定の周波数で回路１２８からの信号をサンプリングすることによって、回路１２８は、基板１０にわたって連続するサンプリングゾーンにおいて測定値を生成する。通過のたびに、サンプリングゾーン９４のうちの１つ又は複数において測定値が選択されるか、又は組み合わされ得る。ゆえに、複数回の通過にわたって、選択された又は組み合わされた測定値は、値の時間変動シーケンスをもたらす。
【００３６】
研磨ステーション２０は、光遮断器のような位置センサ９６（図２を参照）をさらに含み得る。位置センサ９６は、センサ１２２がいつ基板１０の下方にあり、いつ基板から離れているかを感知する。例えば、位置センサ９６は、キャリアヘッド７０の反対側の固定位置に装着され得る。フラッグ９８（図２を参照）が、プラテン２４の周縁部に取り付けられ得る。センサ１２２がいつ基板１０の下方を通過したかをフラッグ９８が位置センサ９６に知らせることができるように、フラッグ９８の取り付け点及び長さが選択される。位置センサ９６は、第１のインシトゥモニタリングシステム１００のセンサがいつ基板の下方にあるかを決定するためにも使用され得る。
【００３７】
代替的には、研磨ステーション２０は、プラテン２４の角度位置を判定するエンコーダを含み得る。
【００３８】
コントローラ９０（例えば、汎用プログラマブルデジタルコンピュータ）は、第２の電磁誘導モニタリングシステム１２０から信号を受信する。各センサ１２２は、プラテン２４の回転ごとに基板１０の下方を通り過ぎることから、トレンチの深さについての情報がインシトゥで（プラテンの回転ごとに一回）蓄積される。コントローラ９０は、基板１０が概してセンサ１２２の上にあるときに、第２のインシトゥモニタリングシステム１２０から測定値をサンプリングするようにプログラムされ得る。
【００３９】
さらに、コントローラ９０は、基板の下方を通るごとに、第１のインシトゥモニタリングシステム１００及び電磁誘導電流モニタリングシステム１２０の両方からの測定値を複数のサンプリングゾーンに分けるようプログラムすることができ、それにより、各サンプリングゾーンの径方向位置を算出し、測定値を径方向範囲ごとに分類する。
【００４０】
図３は、駆動及び感知回路１２８の一例を示す。回路１２８は、コイル１２８にＡＣ電流を印加する。このコイルは、コア１２４の２つの極１５２ａと１５２ｂとの間に磁界１５０を発生させる。コア１２４は、背部１５２から平行に延びている、２つの（図１参照）又は３つの（図３参照）突起部（ｐｒｏｎｇ）１５０を含み得る。突起部が１つしかない（背部もない）実装形態も可能である。作動中、基板１０が断続的にセンサ１２２を覆うとき、磁界１５０の一部が基板１０へと延びる。
【００４１】
回路１２８は、コイル１２６に並列接続されたコンデンサ１６０を含み得る。コイル１２６及びコンデンサ１６０は、共にＬＣ共振タンクを形成し得る。作動中、電流発生器１６２（例えば、マージナル発振器回路に基づく電流発生器）は、コイル１２６（インダクタンスＬを伴う）及びコンデンサ１６０（キャパシタンスＣを伴う）によって形成されたＬＣタンク回路の共振周波数でシステムを駆動させる。電流発生器１６２は、正弦波振動の頂点間振幅を一定値に維持するよう設計され得る。振幅Ｖ０を伴う時間依存電圧は、整流器１６４を用いて整流され、フィードバック回路１６６に供給される。フィードバック回路１６６は、電圧の振幅Ｖ０を一定に保つために、電流発生器１６２に対する駆動電流を決定する。マージナル発振器回路及びフィードバック回路は、米国特許第４，０００，４５８号、及び第７，１１２，９６０号でより詳細に説明されている。
【００４２】
渦電流モニタリングシステムとして、電磁誘導モニタリングシステム１２０は、トレンチ内の導電性材料内で渦電流を誘起することにより、導電性トレンチの厚さをモニタリングするように使用され得る。代替的に、電磁誘導モニタリングシステムは、モニタリングを目的として、基板１０の誘電体層１４内に形成された導電ループにおいて電流を生成することにより作動し得る。これは、例えば、米国特許出願公開第２０１５−０３７１９０７号で説明されたとおりであり、その内容は全体として本願に組み込まれる。
【００４３】
基板上の導電層の厚さをモニタリングすることが望ましい場合、磁界１５０が導電層に到達すると、磁界１５０は通過して、（目標がループである場合）電流を生成するか、又は（目標がシートである場合）渦電流を生成し得る。これにより、実効インピーダンスが生成され、ひいては、電流発生器１６２が電圧の振幅Ｖ０を一定に保つために必要な駆動電流を増大させる。実効インピーダンスの大きさは、導電層の厚さに依存する。ゆえに、電流発生器１６２によって生成された駆動電流は、研磨されている導電層の厚さの測定をもたらす。
【００４４】
駆動及び感知回路１２８については、他の構成も可能である。例えば、別々の駆動コイルと感知コイルがコアの周囲に巻き付けられることもあり、この駆動コイルは一定周波数で駆動されることが可能であり、感知コイルからの電流の（駆動発振器に対する）振幅又は位相が信号に使用されることが可能である。
【００４５】
図４を参照すると、研磨に先立ち、導電層１２のバルクは、最初は比較的厚く、連続的である。第１のインシトゥモニタリングシステム１００が渦電流モニタリングシステムである場合、層１２の抵抗率が低いので、比較的強い渦電流が導電層内で生成され得る。結果として、第１のインシトゥモニタリングシステム１００からの信号１１０は、信号１１０の一部１１２によって示された初期値で開始することができる。
【００４６】
基板１０が研磨されるにつれて、導電層１２のバルク部分が薄化される。導電層１２が十分に薄くなるか、又は、下層の誘電体層が露出されるにつれて、信号１１０は、領域１１４で変化（例えば、落下）する。例えば、渦電流モニタリングシステムに対して、導電層１２が薄くなるにつれて、そのシートの抵抗率が増大し、導電層１２とセンサ回路との間の連結が弱くなる。
【００４７】
ついには導電層１２のバルク部分が取り除かれて、誘電体層１４の上面が露出し、パターン化された誘電体層１４間のトレンチ内に導電性相互接続子１６が残る。この時点で、光電流、渦電流、又は摩擦に基づいていようと、信号１１０の一部１１６に示されているように、信号１１０が安定化する傾向がある。これにより、出力信号１１０の振幅の変化率が著しく減少する。導電層の除去を検出するために、第１のインシトゥモニタリングシステム１００によって、例えば、コントローラ９０によって、信号１１０のスロープ又は閾値未満に落下する信号１１０のスロープのいずれかの突然の変化を検出することができる。この時間は、金属除去終点（ｍｅｔａｌ  ｃｌｅａｒｉｎｇ  ｅｎｄｐｏｉｎｔ）と呼ばれ得る。
【００４８】
金属除去終点の検出は、第２のインシトゥモニタリングシステム１２０への依存をトリガーする。具体的には、コントローラは、第１のインシトゥモニタリングシステム１００が金属除去終点を検出する時点で第２のインシトゥモニタリングシステムから信号１３０の値Ｖ０を捕捉し得る。過研磨の所望の量に基づいて、閾値ＶＴを計算することができる。例えば、閾値をＶＴ＝Ｖ０−ｋＤとして計算することができ、Ｄは過研磨の所望の量（例えば、オングストロームでの厚さの量）であり、ｋは経験から判断された定数である。Ｄの値は、例えば、グラフィカルユーザインターフェースを通して、基板１０の研磨に先立って、研磨システム２０のオペレータからユーザ入力として受信することができる。
【００４９】
第２のインシトゥモニタリングシステム１２０は、基板をモニタリングし続け、信号１３０が閾値ＶＴを超えると研磨を停止する。結果的に、過研磨時間は、第２のインシトゥモニタリングシステムによって、所望のトレンチ金属除去に基づいて制御され、ウエハ間で一定であり得る。
【００５０】
デュアルインシトゥモニタリングシステム１００、１２０は、様々な研磨システムにおいて使用され得る。研磨パッドもしくはキャリアヘッドのいずれか又はその両方が、動いて研磨面と基板との間の相対運動をもたらし得る。研磨パッドは、プラテン、供給ローラと巻き取りローラとの間に延びるテープ、又は連続ベルトに固定された、円形（又は他の何らかの形状）のパッドであり得る。研磨パッドは、プラテンに取り付けてもよく、研磨動作の合間にプラテン上で漸進的に送られてもよく、又は、研磨中にプラテン上で連続的に駆動されてもよい。パッドが研磨中にプラテンに固定されてもよく、又は、研磨中にプラテンと研磨パッドとの間に流体軸受があってもよい。研磨パッドは、標準的な（例えば、充填材を有する又は有しないポリウレタン製の）粗いパッド、軟質のパッド、又は固定砥粒研磨パッドであり得る。
【００５１】
数々の実施形態が説明されてきた。このような次第であるが、本開示の精神及び範囲から逸脱しない限り、様々な修正を行うことができることを理解されたい。したがって、その他の実施形態が、下記の特許請求の範囲内にある。
【図１】
2019529136.tif 000003
【図２】
2019529136.tif 000004
【図３】
2019529136.tif 000005
【図４】
2019529136.tif 000006
【国際調査報告】
2019529136.tif 000007
2019529136.tif 000008